Fluore Chimik eleman: pwopriyete valence karakteristik

Fliyò (F) - pi plis reyaktif eleman nan pwodui chimik ak pi fasil gwoup alojene 17 (VIIa) nan tablo peryodik. Sa a karakteristik fliyò akòz kapasite li nan atire elektwon (eleman ki pi elèktronegatif) ak gwosè a ti nan atòm li yo.

Istwa nan dekouvèt

mineral fliyò-ki gen fluorin la te dekri nan 1529 pa Alman doktè ak mineralojist Georgiem Agrikoloy. Li pi sanble ke te asid fluoridrik premye jwenn nan unknown verye angle a 1720 GA 1771 nan magazen an swedwa Carl Wilhelm Scheele jwenn brut asid fluoridrik anba chofaj fluorin ak asid konsantre silfirik nan yon riposter vè, ki lajman fin wouye anba aksyon an nan pwodwi a ki kapab lakòz . Se poutèt sa, nan eksperyans ki vin apre, veso yo te fè yo ak metal. Prèske te asid anidrid jwenn nan 1809 ane, de ane pita franse fizisyen nan André-Marie anpèr sipoze ke sa a konpoze idwojèn ak yon eleman enkoni, analoji klò, pou ki li se pwopoze non an soti nan φθόριος nan fluore grèk, «dezòd». Fluorin vire kalsyòm fliyò.

Fliyò lage se te youn nan pi gwo pwoblèm yo suspann nan inòganik chimi jouk 1886, lè magazen an franse Anri Muassan te eleman nan pa electrolysis elektwoliz nan solisyon nan hydrofluoride potasyòm nan idwojèn fliyò. Pou li nan 1906, li te resevwa Prize la Nobèl. Difikilte pou la nan fè fas ak sa a eleman ak pwopriyete toksik kontribye fliyò ralanti pwogrè nan jaden an nan chimi nan sa a eleman. Jiska Dezyèm Gè Mondyal la li te yon kiryozite laboratwa. Lè sa a, sepandan, itilize nan ègzafluorur iranyòm nan separasyon an nan izotòp iranyòm, ansanm ak yon ogmantasyon nan komèsyal konpoze òganik nan eleman a, fè li yon pwodui chimik ki pote benefis enpòtan.

prévalence

fliyò-ki gen fluorin (fluorin a, caf ₂₎ pou syèk te itilize kòm yon règ (ajan netwayaj) nan pwosesis métallurgique. Mineral pita pwouve yon sous yon eleman, ki te tou yo te rele fluor. Enkolor transparan kristal fliyorit anba lumières gen yon kouler ble. Sa a se pwopriyete li te ye tankou fluoresans.

Fluore - yon eleman ki fèt nan lanati sèlman nan fòm lan nan konpoze li yo, eksepte pou kantite piti anpil nan eleman gratis nan fluorin, Radium nan ekspoze a radyasyon. Kontni an nan eleman an nan kwout Latè a se sou 0,065%. mineral debaz yo fliyò yo fluorin, kriyolit (Na ₃ Alf _6), fluorapatite (Ca ₅ [Abreviyasyon _{4] 3} [F, Cl]), topaz (Al ₂ SiO ₄ [F, OH] ₂₎ ak lepidolite.

pwopriyete fizik ak chimik nan fliyò

Nan tanperati chanm nan, fliyò gaz se yon jòn pal ak yon odè enèvan. Rale nan danjere li yo. Lè yo fin fè refwadisman li te vin yon likid jòn. Gen yon sèl ki estab izotòp nan eleman a pwodui chimik - fluore-19.

Enèji a yonizasyon premye nan alojene a se trè wo (402 kcal / mol), ki se yon fòmasyon chalè cation estanda F ⁺ 420 kcal / mol.

Gwosè a ti nan eleman ki nan atòm nan kapab akomode relativman gwo kantite lajan yo alantou atòm santral la yo fòme yon plusieurs nan konplèks ki estab, pou egzanp, hexafluorosilicate (SIF ₆₎ ^2- geksaftoralyuminata ak (Alf ₆₎ ^3-. Fluore - yon eleman ki gen pi fò pwopriyete yo oksidant. Pa gen lòt sibstans pa soksid fliyò anyonik, li vin nan yon eleman gratis, epi pou rezon sa a atik la se pa nan yon eta gratis nan lanati. Sa a karakteristik fliyò pou plis pase 150 ane fin vye granmoun yo pa gen dwa jwenn li pa nenpòt ki metòd chimik. Sa a te posib sèlman nan sèvi ak electrolysis elektwoliz. Men, nan 1986 Ameriken magazen an Karl Krayst di sou premye "chimik la" ap resevwa fliyò. Li te itilize K ₂ MnF _6, ak Antimony pentafluorur (SBF _5), ki ka jwenn nan solisyon an HF.

Fluore: valence ak oksidasyon eta

Koki a deyò gen yon enpèr alojèn elèktron. Se poutèt sa valence nan fliyò nan konpoze sa yo ki egal a yon sèl. Sepandan, VIIa atòm gwoup eleman ka ogmante kantite a nan elektwon atomisite nan 7. fliyò Maksimòm ak eta oksidasyon li yo egal a -1. Eleman se pa kapab pou yon ekstansyon pou koki valence li yo, depi li atòm offline d-òbital. Lòt alojene-gratis gras a prezans li kapab yon valence ki rive jiska 7.

Segondè oksidasyon kapasite eleman pèmèt yo reyalize pi wo posib eta a oksidasyon nan lòt eleman. Fluore (valence I) ka fòme yon konpoze, ki pa egziste ni nan nenpòt ki lòt Halogen: difluorur ajan (faa _2), Cobalt trifluorur (COF ₃₎ heptafluoride renyom (Ref ₇₎ pentafluorur Bwòm (BRF ₅₎ ak yòd heptafluoride (SI _7).

koneksyon

se Fòmil fliyò (F ₂₎ konpoze de de atòm nan yon eleman. Li ka antre nan koneksyon avèk tout lòt eleman eksepte elyòm ak lumineuz, yo fòme iyonik oswa kovalan fluorid. Gen kèk metal tankou nikèl, rapidman kouvri pa yon kouch alojene, anpeche plis kominikasyon ak eleman nan metal. Gen kèk metal sèk tankou asye modere, kwiv, aliminyòm, oswa monèl (nikèl 66% ak 31.5% alyaj kòb kwiv mete) pa reyaji nan tanperati òdinè ak fliyò. Pou travay avèk eleman nan nan tanperati jiska 600 ° C se apwopriye monèl; Frit ALUMINA se ki estab jiska 700 ° C.

lwil fluorokarbon yo grès machin ki pi apwopriye. Eleman reyaji avèk fòs ak materyèl òganik (egzanp, kawoutchou, bwa ak tekstil) pou kontwole fluorasyon nan konpoze òganik Elemental fliyò sèlman posib lè w ap pran prekosyon espesyal.

pwodiksyon

Fluorin se sous prensipal la nan fliyò. Nan pwodiksyon an nan idwojèn fliyò (HF) se distile soti nan poud fluorin ak asid konsantre silfirik nan yon inite plon oswa fè jete. Pandan distilasyon fòme kalsyòm silfat a (kazo _4), se solubl nan HF. fliyò nan idwojèn se jwenn nan eta ase anidrid pa distilasyon fraksyon nan kòb kwiv mete oswa asye veso ak ki estoke nan silenn asye. enpurte komen nan fliyò idwojèn komèsyal yo asid sulfureuz ak silfirik ak asid fluorosilicic (H ₂ SIF ₆₎ te fòme akòz prezans nan silica nan fluorin la. Tras nan imidite ka retire pa electrolysis elektwoliz lè l sèvi avèk elektwòd platinum pa tretman ak Elemental fliyò, oswa estoke sou yon pi fò asid Lewis (MF _5, kote M - metal) ki ka fòme sèl (H ₃ O) ⁺ (MF ₆₎ ^-: H ₂ O + SBF ₅ + HF → (H ₃ O) ⁺ (SBF ₆₎ ^-.

fliyò nan idwojèn itilize nan preparasyon an nan yon varyete de endistriyèl konpoze fliyò òganik ak inòganik, e.g., natriyftoridalyuminiya (Na ₃ Alf ₆₎ se travay kòm elektwolit la nan SMELTING nan metal aliminyòm. Yon solisyon nan gaz idwojèn fliyò nan dlo a di asid fluoridrik, yon gwo kantite lajan nan metal ki te itilize pou netwaye ak pou polisaj vè oswa pou resevwa brouyar grave li yo.

Preparasyon nan selil gratis lè l sèvi avèk pwosedi elèktrolit nan absans la nan dlo. Anjeneral yo se nan fòm lan nan fliyò potasyòm fonn electrolysis elektwoliz nan idwojèn fliyò (nan rapò a nan 2.5-5 nan 1) nan tanperati a 30-70, 80-120 oswa 250 ° C. Pandan pwosesis la sa ki idwojèn fliyò nan diminye yo elektwolit ak leve yo pwen k ap fonn. Se poutèt sa, li nesesè pou de sa li te pran plas kontinyèlman. Nan tanperati a wo se elektwolit chanm ranplase lè tanperati a depase 300 ° C. ka Fliyò san danje ki estoke anba presyon nan yon silenn asye pur, si valv la silenn gratis nan tras nan sibstans ki sou òganik.

itilize nan

Eleman yo itilize yo pwodwi yon varyete de fliyò tankou klò trifluorur (klf _3), souf ègzafluorur (SF ₆₎ oswa Cobalt trifluorur (COF _3). konpoze klò ak Cobalt se ajan fluorinating enpòtan nan konpoze òganik. (Avèk prekosyon apwopriye ka dirèkteman fliyò dwe itilize pou objektif sa a). Souf ègzafluorur se itilize kòm yon Dielectric gaz.

fliyò nan Elemental dilye ak nitwojèn se souvan reyaji ak idrokarbur yo fòme fluorokarbur yo ki koresponn nan ki se yon pati oswa tout idwojèn nan ranplase ak alojene. konpoze sa yo ki kapab lakòz yo jeneralman karakterize pa estabilite segondè, pwodui chimik inèrsi, segondè rezistans elektrik, osi byen ke lòt ki gen anpil valè pwopriyete fizik ak chimik.

ka fluorasyon tou gen pou fèt pa tretman nan konpoze òganik nan Cobalt trifluorur (COF ₃₎ electrolysis elektwoliz oswa solisyon ladan l 'nan anidrid fliyò idwojèn. plastik itil ak pwopriyete ki pa baton, tankou politetrafluoroetilèn [(CF ₂ CF _{2) x],} li te ye Commerce kòm tflon, ki pwodui nan idrokarbur enstore fluore.

konpoze òganik ki gen klò, Bwòm oswa yòd, se fluore yo pwodwi sibstans ki sou tankou DICHLORODIFLUOROMETHANE (Cl ₂ CF ₂₎ febrifuj, ki se lajman ki itilize nan frijidè nan kay la ak èkondisyone. Depi klorofluorokarbon, tankou DICHLORODIFLUOROMETHANE, jwe yon wòl aktif nan rediksyon nan kouch ozòn nan ak pwodiksyon yo epi sèvi ak yo te restriksyon, epi kounye a febrifuj nan pi pito ki gen idrofluorokarbon.

se eleman nan tou yo itilize pou pwodwi ègzafluorur iranyòm (UF ₆₎ itilize nan pwosesis la difizyon gaz nan separe iranyòm-235 soti nan iranyòm-238 nan envantè a nan gaz nikleyè. yo Idwojèn fliyò ak bor trifluorur (BF ₃₎ pwodwi a sou yon echèl endistriyèl, depi yo yo se bon catalyseurs pou reyaksyon alkylation itilize yo prepare anpil konpoze òganik. Sodyòm fliyò se anjeneral te ajoute nan dlo a bwè nan lòd yo diminye risk pou kari dantè nan timoun yo. Nan dènye ane yo, aplikasyon ki pi enpòtan nan akeri fliyò nan pharmaceutique la ak jaden yo agrikòl. Selektif sibstitisyon nan fliyò dramatikman chanje pwopriyete yo byolojik nan sibstans ki sou.

analiz de

Li difisil detèmine egzakteman kantite lajan an nan konpoze sa yo alojene. Gratis fliyò, ki se egal a valence a nan 1, li ka detekte avèk oksidasyon nan mèki Hg + F ₂ → HgF _2, ak mezire ogmantasyon nan pwa nan mèki ak chanjman nan volim nan gaz la. prensipal tès yo kalitatif pou prezans nan iyon nan eleman la yo se:

• seleksyon nan idwojèn fliyò anba aksyon an nan asid silfirik,
• fòmasyon yon provoqués nan kalsyòm fliyò lè yo ajoute kalsyòm solisyon klori,
• jòn solisyon dekolorasyon tetraoxide nan Titàn (TiO ₄₎ ak oksijene idwojèn nan asid silfirik.

metòd analiz Quantitative:

• presipitasyon nan fliyò kalsyòm nan prezans carbonate sodyòm ak tretman depo lè l sèvi avèk asid Acetic,
• depoze chlorofluoride plon lè yo ajoute klori sodyòm ak nitrat plon,
• titration (detèminasyon nan konsantrasyon nan sibstans fonn) yo ak yon solisyon nan nitrat Toryòm (Th [NON _{3] 4)} lè l sèvi avèk alizarinsulfonate sodyòm kòm endikatè: Th (NON _{3) 4} + 4KF ↔ THF ₄ + 4KNO _3.

Lyezon kovalan estokaj fliyò (valence I), tankou fluorokarbur yo analize pi konplike. Sa mande pou yon koneksyon avèk sodyòm metalik, ki te swiv pa analiz de F ^- iyon jan sa dekri pi wo a.

eleman pwopriyete

Finalman nou prezante kèk pwopriyete fliyò:

• Nimewo atomik: 9.
• Atomik pwa: 18,9984.
• Posib fliyò atomisite: 1.
• Fizyon pwen: -219,62 ° C.
• Lè w bouyi dlo pwen: -188 ° C.
• Dansite (1 ATM, 0 ° C): 1,696 g / l.
• Elektwonik fòmil fliyò: 1S 2s ^{2 2 5} _2p.